JKPK (JURNAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA) , Vol. 2, No. 3, Desember 2017 Program Studi Pendidikan Kimia Universitas Sebelas Maret https://jurnal.uns.ac.id/jkpk
Hal. 191-197 ISSN 2503-4146
ISSN 2503-4154 (online)
KANDUNGAN SELULOSA LIMBAH KAKAO DAN ANALISIS KANDUNGAN KIMIA ASAP CAIR KULIT KAKAO DENGAN METODE GC-MS
Cellulose Compound of Cacao Waste and Chemical Composition of Cacao Vinegar with GC-MS Method
Mohammad Wijaya. M 1,* , Muhammad Wiharto 2 , dan Muhammad Anwar 1
1 Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas Negeri Makassar
2 Jurusan Biologi, FMIPA, Universitas Negeri Makassar Jl. Dg Tata Raya, Kampus UNM Parangtambung 90224
Untuk korespondensi: e-mail : wijasumi@yahoo.co.id
Received: June 30, 2017 Accepted: December 30, 2017 Online Published: December 31, 2017
DOI: 10.20961/jkpk.v2i3.11974

## ABSTRAK
Potensi sumber alam khususnya kakao secara Indonesia  sangat tergantung dari produksi kakao yang dihasilkan oleh petani dan ketersediaan lahan perkebunan. Namun hasil pengolahan kakao  masih  belum  optimal  untuk  meningkatkan  produksi  kakao.  Hal  ini  disebabkan  adanya gangguan  hama  penyakit  dan  banyaknya  petani  kakao  alih  fungsi  lahan  untuk  tanaman  cepat tumbuh.    Hasil    pengolahan  kakao  menghasilkan  limbah  kakao  dan  dengan    penggunaan teknologi pirolisis mampu mengatasi penumpukan limbah hasil perkebunan. Hasil pembakaran ini  menghasilkan    asap  cair  kakao  (cacao  vinegar)    ke  dalam  destilat,arang.  Penelitian  ini menggunakan  suhu  pirolisis  antara  100-500°C..  Penelitian  ini  akan  menganalisis  pada  limbah kakao  menghasilkan  kandungan  selulosa  17,27%,  lignin  52,02%  dan  hemiselulosa  19,56%  . Hasil analisis GC MS untuk cacao vinegar  Kab Wajo, adalah  asam asetat, n butane, metil ester, asam  propanoat,  asam  butanoat,  siklopenanon,  2  metil  piridin,  asetiloksi  2  propanon, butirolakton, tetrahydro 2 furan metanol, 2,3 dimetil 2 siklopenten 1 on dan Mequinol . Kadar air arang  kulit  buah  kakao  kab  Wajo  sebesar  3,42%.  Hasil  analisis    kadar  karbon  terikat  dimana arang  aktif  kulit      54,45%.    Analisis    EDS    untuk  kulit  buah  kakao  Kab  Wajo  menghasilkan kandungan C : 61,12%, O : 36,65%, Si : 0,59%,  P : 1,48%  dan Al : 0,17%.  Pemanfaatan limbah kulit  buah  kakao    dengan  teknologi  pirolisis  mampu  mengurangi  emisi  karbon  terhadap lingkungan. Sehingga pembangunan dapat berlanjut  dan kelestarian hutan tetap sustainable.
Kata kunci: Kakao, kulit buah Kakao, selulosa, asap cair Kakao

## ABSTRACT
Potential of cacao resources at Indonesian is very dependent on the production of cacao produced by farmers and plantation availability. However, the cacao processing results are still not optimal to increase the cacao production. This is due to the disruption of pests and the number of cacao farmers over land functions for fast growing plants. Processing cacao produced cacao waste and with the use of pyrolysis technology is able to cope with the accumulation of plantation waste. This combustion results in liquid smoke of cacao (cacao vinegar) into distillate, charcoal. This study used pyrolysis temperature between 100-500 °C. The aim of this research is to analyze the cocoa waste and the results are cellulose content 17,27%, lignin 52,02% and hemicellulose 19,56%. The results of GC-MS analysis for cacao vinegar of Distric Wajo are acetic acid, n butane,
192 Mohammad Wijaya. M. et al., Kandungan Selulosa Limbah Kakao ..........
methyl  ester,  propanoic  acid,  butanoic  acid,  cyclopenanone,  2  methyl  pyridine,  acetyloxy  2 propanone,  butyrolactone,  tetrahydro  2  furan  methanol,  2,3  dimethyl  2  cyclopentene  1  on  and Mequinol.  The  water  content  of  the  charcoal  of  cacao  shell  from  Wajo  district  is  3.42%.  The analysis results of the bound carbon content of activated charcoal of cacao shell is 54.45%. The EDS analysis for cacao shell from Wajo district resulted in C: 61.12%, O: 36.65%, Si: 0.59%, P: 1.48%  and  Al:  0.17%.  Utilization  of  cocoa  shell  waste  using  pyrolysis  technology  can  reduce carbon emissions to the environment. So that the development of everything can continue and the sustainability of forest remain sustainable.
Keywords: Cacao, Cacao shell, celluloce, Cacao vinegar

## PENDAHULUAN
Salah  satu  limbah  bimassa  yang berasal  dari  perkebunan  adalah  kulit  buah kakao    selama  ini  kulit  buah  kakao  yang diperoleh  dari  industry  pengolahan  kakao yang  dilakukan  oleh  petani  kebun  hanya dibuang dan dibakar saja. Pirolisis biomassa adalah  proses  dekomposisi  termal  senyawa organik  tanpa  adanya  oksigen  untuk  men- dapatkan  asap  cair.  arang,  syngas  dan  bio- oil.  Hasil  penelitian  ini  menunjukkan,  kulit buah  kakao  yang  dikeringkan  kemudian digiling selanjutnya dapat digunakan sebagai pakan  ternak.  Dalam  prosedur    beberapa langkah  penting  selama  kakao  yang  ter- kontaminasi  dengan  PAH  [1] Suhu  pirolisis dari  limbah  Cassava  ( Manihot  esculenta ) antara 400 sampai 800°C dengan parameter laju  pemanasan  bervariasi  dari  5°  C/menit sampai  25°  C/menit  [2] Produksi  arang sebagai  bahan  bakar  memasak  perkotaan merupakan  penyebab  utama  deforestasi, degradasi lingkungan, erosi, desertifikasi dan kemiskinan berikutnya[3]. Penelitian ini mem- berikan  tujuan  yang    menghasilkan  produk, arang, asap cair dan ter dari kulit buah kakao dengan  teknologi  pembakaran  tanpa  udara, menganalisis  kandungan selulosa, lignin dan
hemiselulosa  dari  limbah  kulit  buah  kakao untuk menentukan produk ramah lingkungan.

## METODE PENELITIAN
Limbah kakao berupa kulit buah kakao Kab  Wajo  yang  telah  kering  dilakukan analisis  kadar  air  hingga  mencapai  10-20% (b/b). Kulit buah kakao tersebut dimasukkan ke  dalam  reaktor  pirolisis  dengan  suhu pembakaran  berkisar  antara  115-500°C selama 5 jam. Produk yang dihasilkan berupa asap cair yang dialirkan  melalui setiap tahap ditentukan dengan bagian bawah kiln ke alat pendingin,  Asap  cair  kulit  buah  kakao dilakukan analisis GC MS untuk menentukan senyawa kimia  yang potensial Analisis XRD dan SEM untuk kulit buah kakao dan analisis FT IR dan SEM untuk arang kulit kakao.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Kulit  buah  kakao  mengalami  proses dekomposisi  dengan  analisis  kadar  air sebesar  9,829%,  menghasilkan    kandungan selulosa  17,27%,  lignin  52,02%  dan  hemi- selulosa 19,56%, kadar etanol  benzena 1 : 2 (v/v)  sebesar  21,689%.  Hasil  penelitian  ini didukung  oleh  [4] bahwa  karaterisasi  kayu pinus  dengan  pirolisis  katalis  menghasilkan kandungan lignin 28,6%, hemiselulosa
30,1%  dan  selulosa  40,8%.  Hal  ini  disebab- kan  bahwa  kandungan  lignin  bergantung pada  perbedaan  jenis  bahan  baku.  Lignin
tidak  mempunyai  unit  ulang  seperti  halnya hemiselulosa dan selulosa, tetapi terdiri atas unit fenolat yang kompleks.

## (a)                                                       (b)
Gambar 1.  (a) Analisis GC MS  kulit buah kakao dan (b) analisis FTIR arang kulit buah kakao untuk Kabupaten Wajo
Komposisi  kimia  asap  cair  kulit  kakao Kabupaten Wajo yang diperoleh dari  analisis GC MS (Gambar 1a) adalah asam  asetat, n butane,  metil  ester,  asam  propanoat,  asam butanoat,  siklopenanon,  2  metil  piridin, asetiloksi  2  propanon,  butirolakton,  tetra- hydro  2  furan  metanol,  2,3  dimetil  2  siklo- penten 1 on dan Mequinol . Kadar air arang kulit  buah  kakao  kab Wajo  sebesar  3,42%.. Hal  ini  menunjukkan  bahwa  asap  cair  kulit buah  kakao mengalami    dekomposisi  lignin, selulosa dan hemiselulosa sehingga kandungan asam yang banyak akan terbentuk. Meningkatnya keasaman disebab- kan  oleh  pemanasan  dan  pencucian  asam organik dari kayu Eucalyptus [5]. Identifikasi kelompok  senyawa  asam,  ester,  fenol, alkohol,  keton,  furan  dan  seterusnya, kemudian proses pemisahan untuk menentu- kan senyawa produksi fenol  yang berpotensi sebagai  bahan  dasar  kimia.  Penelitian  lain  i
didukung  oleh  [6],  bahwa  pirolisis  pada guaiacil  gliserol  β  guaiacil  eter  pada  300  C mengandung 2 hidroksi benzaldiheda dan 2 metoksi  nbenzaldehida,  termasuk  fenol,  2 metil  fenol  dan  katekol.  Senyawa  yang dihasilkan  dari  pirolisis  2  jenis  limbah  kopi (TR 1 dan TR 2 ) pada suhu 300, 400, 500, dan 600°C  mengandung  beberapa  kelompok senyawa  diantaranya  fenol,  alkana,  alkena, streoid, asam, ester, keton, turunan benzena, dan alkohol [7].
Analisis  FTIR  untuk  arang  serbuk  kulit buah  kakao  Kabupaten  Wajo  dapat  dilihat pada    Gambar  1b    menunjukkan  bahwa bilangan gelombang 3412,08 cm -1 menunjuk- kan  adanya  gugus  hidroksil  (O-H)  dan serapan  756,10    cm -1 menunjukkan  adanya C=C-H  (Aromatic  H).  Perubahan  puncak pada  1602,85 cm -1 menunjukkan adanya C-
H,lignin  bilangan  gelombang  1035,7  cm -1 terindikasi  terjadi  dehidrasi  dan  depolimeri-
500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2500 3000 3500 4000 4500 1/cm 20 30 40 50 60 70 80 90 100 %T 3 4 1 2 .0 8 2 9 7 6 .1 6 2 9 3 1 .8 0 2 1 9 1 .1 3 2 0 0 2 .1 1 1 6 0 2 .8 5 1 3 8 2 .9 6 7 7 9 .2 4 7 5 6 .1 0 6 6 1 .5 8 6 1 7 .2 2 5 9 4 .0 8 5 5 3 .5 7 5 1 6 .9 2 4 7 6 .4 2 4 0 3 .1 2 Arang Kay u Arang kay u Kakau kab. Wajo
sasi untuk kandungan selulosa dan hemiselulosa..  Penelitian  ini  didukung  oleh [8].  bahwa analisis FTIR Untuk kayu  beech ( Fagus  sylvatica L.)  menunjukkan  1800-800 cm-1  termasuk  1730  cm-1  menujukkan adanya  gugus  asetil  dalam  hemiselulosa, Serapan  1643  cm-1  menunjukkan    adanya gugus  C=O,  C=C,  keton  aromatic,  adanya unit  cincin  samping  lignin,  serapan  3330- 3340    menunjukkan  adanya  gugus  OH  dan 2880  cm-1  C-H  asimetrik.    Analisis  FTIR
arang  kayu  pinus  [9].    pada  Gambar  1, menunjukkan  bahwa  bilangan  gelombang 1159,10 cm -1 terindikasi terjadi dehidrasi  dan depolimerisasi  untuk  kandungan  selulosa dan hemiselulosa. Perubahan puncak aromatik  pada  1579,6  cm -1 menunjukkan adanya  C-H,  lignin.  Bilangan  gelombang 3450,4  cm -1 menunjukkan  adanya  gugus hidroksil  (O-H)  dan  serapan  867,9 – 744,50
cm -1 menunjukkan adanya C=C-H (Aromatic
H).
Gambar  2a. Analisis XRD kulit buah kakao Kab Wajo
Gambar  2b. Analisis XRD arang kulit kakao
Gambar  3. Analisis SEM untuk arang kulit buah kakao dengan perbesaran 50x dan 500 x
Analisis  XRD    kulit  buah  kakao  Kabupaten
Wajo
menunjukkan bahwa derajat kristalinitasnya    22,51%  dan  arang  kulit kakao  Kab. Wajo  sebesar  26,50%  (Gambar
2). Hasil penelitian lain menunjukkan bahwa analisis  XRD    untuk  pirolisis  campuran sekam  padi  (RHs)  dengan  penambahan Silika  carbide  (SiC)  sebesar  40  %  (w/w)
setelah  ball  milling  menu njukkan  bahwa  α- SiC,  β-SiC,  dan  karbon  dalam  fase pencampuran. Zhu  D,  [10] Analisis  SEM untuk    struktur  morfologi  arang  kulit  buah kakao Kabupaten Wajo (Gambar 4), memperlihatkan struktur yang pori yang kecil. Hal  ini  didukung  oleh  Analisis  SEM micrografh pada serbuk Silikon carbide (SiC) menunjukkan partikel SiC berada pada jarak 0,2  sampai  1  µm  [10].  Struktur  permukaan pada sampel Microcrystaline cellulose (MCC) yang dilakukan pada 90° C,120° C, dan 150° C    untuk  analisis  SEM  menunjukkan  ada  2 perubahan  yang  dilakukan  yaitu  iregularitas partikel  selulosa  dan  trend.  [11]  Rendemen arang batang  jagung  menurun  dari  44,72  % menjadi  31,58%  ada  suhu  pirolisis  yang meningkat 430-620 C[12].

## KESIMPULAN
Berdasarkan
hasil dan tujuan penelitian dapat ditarik beberapa kesimpulan
bahwa  analisis  kulit  buah  kakao  Kabupaten Wajo menghasilkan kandungan hemi- selulosa 21,06%, selulosa 20,15% dan lignin 51,98%,  dan    Hasil  Py-GC  MS  untuk  asap cair kulit buah kakao diperoleh asam asetat, n butane, metil ester,  asam propanoat, asam butanoat,  siklopenanon,  2  metil  piridin, asetiloksi  2  propanon,  butirolakton,  tetra- hydro  2  furan  metanol,  2,3  dimetil  2 siklopenten  1  on  dan  mequinol.    Aplikasi limbah  kulit  buah  kakao    dengan  teknologi pirolisis  mampu  mengurangi  emisi  karbon terhadap    lingkungan.  Sehingga  pelestarian hutan tetap terjaga dan lestari.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis  memberikan  ucapan    terima kasih atas Dirjen Ditlitabmas Kemristek Dikti RI  atas  Hibah  Kompetetif  Nasional  dan Penulis  juga  member  ucapan    terima  kasih dan  penghargaan  yang  setinggi-tinggi  atas fasilitas  dan  prasarana  dalam  bentuk kegiatan  penelitian  ini  kepada  Prof.(R).  Dr. Gustan  Pari,  M.S.  dan  Bapak  Dadang Setiawan.

## DAFTAR RUJUKAN
[1]  Ziegenhals,  K.  et  al.,  2009. “Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in chocolate  in  the  Germany  market ”. Journal  für  Verbraucherschutz  und Lebensmittelsicherheit    4:  128-135,
2009.
[2]  Noor,  N.M.  et  al., “Slow  Pyrolysis  of Cassava  Wastes  for  Biochar  and Characterization ”.  Iranica  J.  Energy  &
Environmental 3. 60-65, 2012.
[3]  Gwenzi,  W. et  al.,  “Biochar  production and applications  in sub-Saharan Africa:
Opportunities,  constraints,  risks  and uncertainties ”.  Journal of Environmental Management  150C, 250 –261, 2014.
[4]  Wang,  D.  et  al., “Reduction  pf  the Variety pf Phenolic Compound in Bio Oil via  the  Catalytic  Pyrolysis ”.  J.Biores 8(3), 4014-4021, 2014.
[5]  Kartal SN et al., “Preliminary Evaluation of Fungicidal and Termiticidal Activity of Filtrates  from  Biomassa  Sharry  Fuel Production ”. J Biores  Technol  95 : 41-
47, 2004
[6] Liu  Y,  et  al.,  “Analytical  Pyrolysis Pathways of Guaiacyl Glycerol β guaiayl Ether  by  PC-Gy/MS ”.  J.  Bioresources 11(3), 5816-5828, 2016.
[7]  Akalin MK and Karagoz S. “Pyrolysis of Tobacco  Residue  :  Part  1.  Thermal ”. J. Biores 6(2) : 1520-1531, 2011.
[8]  Timar,  MC,  et  al., “Color  and  FTIR Analysis of Chemical Changes in Beech Wood  (Fagus  sylvatica  L),  after  Light Steaming  and  Heat  Treatment  in  Two Different Environmental ”. J. Bioresources
11(4), 8325-8343, 2016
[9]  Wijaya. Mohammad,  “Karakterisasi  dan Identifikasi  Komposisi  Kimia  Serbuk Kayu  Pinus  dengan  Metode  GC  MS ”. Prosiding Seminar Nasional XVIII.
MAPEKI, Bandung, 4-5 November  ISSN 2407-2036. Hal. 221-228, 2015
[10]  Zhu D. et al., “Fabrication and mehanical Properties of SiC/SiC-Si Composites by Liquid  Si  Infiltration  using  Pyrolysed
Rice  Husks  and  SIC  Powder  as Precursors”. 9(2) 2572-2583, 2014
[11]  Chen  Q. et  al.,  “Charcterization  of Microcrystaline  Cellulose  after  Pre- treatment with Low Concentration of Ionic Liquid  H2O  for  a  Pyrolysis  Process ”.  J. Bioresources, 11(1), 159-173, 2016.
[12] Guo  M,  and  Bi  J.,  “Pyrolysis  Charac- teristics  of  Corn  Stalk  with  Solid  Heat Carrier ”.  J.  Bioresources.  10(3),  3839-
3851, 2015.